Номер 3.24, страница 17 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

III. Тепловые двигатели - номер 3.24, страница 17.

Условие.

3.24 Как вы думаете, отражается ли неполное сгорание топлива в двигателе внутреннего сгорания на его КПД? на окружающей среде? Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Решение

Да, неполное сгорание топлива в двигателе внутреннего сгорания (ДВС) отрицательно отражается как на его коэффициенте полезного действия (КПД), так и на состоянии окружающей среды.

на его КПД?

Неполное сгорание топлива напрямую снижает КПД двигателя. Коэффициент полезного действия теплового двигателя определяется формулой $ \eta = \frac{A_{полезная}}{Q_{нагревателя}} $, где $A_{полезная}$ – полезная работа, а $Q_{нагревателя}$ – количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива. При неполном сгорании из того же количества топлива выделяется меньше теплоты, чем могло бы выделиться при полном. Это означает, что для выработки того же количества энергии двигателю требуется сжечь больше топлива, либо при сжигании того же количества топлива двигатель произведет меньше полезной работы. В любом случае его эффективность падает, так как часть химической энергии топлива теряется, не превратившись в тепло и, соответственно, в работу.

Ответ: да, неполное сгорание топлива снижает КПД двигателя, поскольку при этом процессе выделяется меньше тепловой энергии из того же количества топлива, что ведет к уменьшению совершаемой полезной работы.

на окружающей среде?

Влияние неполного сгорания на окружающую среду является крайне негативным. При полном сгорании углеводородного топлива образуются в основном углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$). При неполном же сгорании в атмосферу выбрасывается целый ряд вредных и токсичных веществ. К основным продуктам неполного сгорания относятся: угарный газ (CO) – сильный яд, опасный для человека и животных; сажа (C) – твердые частицы, загрязняющие воздух и вызывающие респираторные заболевания; а также несгоревшие углеводороды (CH), многие из которых являются канцерогенами и способствуют образованию фотохимического смога. Все эти вещества являются загрязнителями атмосферы, наносят вред экосистемам и здоровью людей.

Ответ: да, неполное сгорание топлива наносит серьезный вред окружающей среде, так как приводит к выбросу в атмосферу токсичных веществ (угарного газа, сажи, несгоревших углеводородов), которые загрязняют воздух, воду и почву, а также пагубно влияют на здоровье живых организмов.